一种改进型狭窄通道内流动测量装置的制作方法

本发明属于狭窄通道内流体流动测量装置技术领域，具体一种改进型狭窄通道内流动测量装置。

背景技术：

在控制棒驱动机构(crdm)等设备内部狭窄通道里，流体由于附着的受热面的不同，在自然对流等的作用下，在同一个通道内部可能出现方向相反的流动情况，而获取通道内部的流动速度以及流动方向是对通道内进行流动传热等分析的关键。

广泛应用在流速测量领域的一般形式的毕托管由于其形式的特殊性，装置本身对狭窄通道内的流场可能会造成较大的影响。到目前为止，没有一种可以将狭窄通道内部的流动速度以及流动方向同时进行测量且对流场影响较小的装置。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种改进型狭窄通道内流动测量装置，该装置能够同时测量通道内流体流动的速度以及流动的方向，且对狭窄通道内流动影响较小。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种改进型狭窄通道内流动测量装置，包括毕托管以及与毕托管相连的差压变送器；所述毕托管由静压检测管和总压检测管组成，静压检测管的一端伸入待测通道内，另一端与差压变送器的低压端相连，总压检测管的一端伸入待测通道内，另一端与差压变送器的高压端相连。

优选地，静压检测管伸向待测通道的管段与总压检测管伸向待测通道的管段并排合拢布置。

优选地，静压检测管伸向待测通道的管段与总压检测管伸向待测通道的管段并列焊接成一体。

优选地，静压检测管伸入待测通道的顶部开设静压检测出口，总压检测管伸入待测通道的顶部开设总压检测出口，静压检测出口和总压检测出口的开口部位均与待测通道的轴线呈45°夹角。

优选地，差压变送器的量程根据待测流速的范围选取，假设根据流速得出的差压范围为0～xpa，则差压变送器的量程设置为-x～xpa。

优选地，当差压变送器的示数为正值时，流体流动方向为由总压检测管一侧流向静压测压管一侧；

当差压变送器的示数为负值时，流体流动方向为由静压检测管一侧流向总压测压管一侧。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种改进型狭窄通道内流动测量装置，包括毕托管和差压变送器，毕托管的总压检测管和静压检测管分别和差压变送器的高压端以及低压端相连接，通过差压变送器读数的大小确定通道内流体流动的速度，通过读数的正负判断流动的方向。该测量装置总体结构简单，毕托管结构设计合理，加工方便，且对通道内流场本身影响较小，能够同时测量狭窄通道内流体流动的速度与方向。

进一步地，静压检测管伸向待测通道的管段与总压检测管伸向待测通道的管段并排合拢布置且焊接成一体，通过合拢靠紧设置，能够减小毕托管所占空间，从而尽可能地减小毕托管对流场的影响，同时方便测量。静压检测管与总压检测管的外径根据待测通道水力直径按照相关标准确定，且采用金属材质。

进一步地，静压检测管伸入待测通道的顶部开设静压检测出口，总压检测管伸入待测通道的顶部开设总压检测出口，静压检测出口和总压检测出口的开口部位均与待测通道的轴线呈45°夹角，(当夹角小于45°的时候都可以测量静压与总压，但是如果夹角过小则毕托管伸到通道里面的长度就会变大进而对本身的流场有影响，因而选取45°较为恰当)以便能够测量总压以及静压同时对流场不造成较大影响。静压检测出口和总压检测出口可以放置于通道的不同位置来测量通道内不同位置的流动情况。

进一步地，测量时，该测量装置与待测通道之间完全密封，保证测量结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明的总压出口处的放大示意图；

其中，1为静压检测出口；2为总压检测出口；3为静压检测管；4为总压检测管；5为差压变送器；6为毕托管。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，本发明公开的改进型狭窄通道内流动测量装置，包括毕托管6以及与毕托管6相连的差压变送器5；所述毕托管6由静压检测管3和总压检测管4组成，静压检测管3的一端伸入待测通道内，另一端与差压变送器5的低压端相连，总压检测管4的一端伸入待测通道内，另一端与差压变送器5的高压端相连。静压检测管3伸向待测通道的管段与总压检测管4伸向待测通道的管段并排合拢布置。优选地，静压检测管3伸向待测通道的管段与总压检测管4伸向待测通道的管段并列焊接成一体。

参见图2，静压检测管3伸入待测通道的顶部开设静压检测出口1，总压检测管4伸入待测通道的顶部开设总压检测出口2，静压检测出口1和总压检测出口2的开口部位均与待测通道的轴线呈45°夹角，以便能够测量总压以及静压同时对流场不造成较大影响。

差压变送器5的量程根据待测流速的范围选取，假设根据流速得出的差压范围为0～xpa，则差压变送器的量程设置为-x～xpa。

如果流体流动方向为由总压检测管一侧流向静压测压管一侧，则流体流至总压检测管出口处，速度减小为0，此处的压力被称为总压p总；而在静压检测管出口处，流速为u，此处的压力被称为静压p静。而差压变送器通过总压检测管测出总压p总，通过静压检测管测出静压p静，最终输出的差压δp＝p动＝p总-p静为动压，可以通过相关公式的出流动的速度。

如果流动方向为由静压检测管一侧流向总压测压管一侧，则静压检测管测出的为总压，而总压检测管测出的则为静压，此时，差压变送器所输出的数值仍旧是总压检测管出口处测得的压力与静压检测管出口处测得的压力之差，即静压与总压之差，为动压的相反数，是负值。

综上所述，当差压变送器的示数为正时，流体流动方向为由总压检测管一侧流向静压测压管一侧，当差压变送器的示数为负值时，由静压检测管一侧流向总压测压管一侧，差压变送器示数的绝对值为动压，通过相关公式可方便地得出流速；因而通过毕托管及其配套的差压变送器可以测出流体的流速以及流动的方向。

参见图1，在图中，不妨假定流体由右向左流动。流体流至总压检测出口2处，速度减小为0，此处的压力被称为总压p总；而在静压检测出口1处，流速为u，此处的压力被称为静压p静。

根据伯努利定理，因为能量守恒，有：

而动压与流速的关系为：

则p静+p动＝p总，即静压+动压＝总压。其中cp为测量装置系数，在理想情况下取1。

而差压变送器5通过总压检测管4测出总压p总，通过静压检测管3测出静压p静，最终输出δp＝p动＝p总-p静。

因而毕托管测得的流速为：

在图1中，如果流动方向为由左向右流动，则图中的静压检测管3测出的为总压，而总压检测管4测出的则为静压，此时，差压变送器5所输出的数值仍旧是总压检测管4出口处测得的压力与静压检测管3出口处测得的压力之差，即静压与总压之差，为动压的相反数，是负值。

综上所述，当差压变送器5的示数为正时，流体的流动方向为图1所示方向，大小为当差压变送器的示数为负值时，流体的流动方向为图1所示方向的反方向，其值的绝对值为因而通过如图所示的毕托管可以测出流体的流速以及流动的方向。